CN204783119U - 地下水封石油洞库微震监测*** - Google Patents
地下水封石油洞库微震监测*** Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种地下水封石油洞库微震监测***，包括阵列分布在所述洞库的水幕巷道上的若干组加速度传感器，连接于加速度传感器的信号采集单元，所述信号采集单元连接有信号处理单元，所述信号处理单元远程连接于控制单元，所述信号采集单元采集加速度传感器的信号并输送给信号处理单元，所述信号处理单元分析处理所述信号并将处理结果传送至控制单元。通过对地下水封石油洞库开挖“掌子面”的危险区域进行微震检测，有利于逐步积累和完善复杂地质条件下水封石油洞库运营期间的稳定性监测和分析技术，对洞库围岩岩体可能出现的微破裂情况及时的监测，具有可持续的经济效益和社会效益，为我国大型地下石油洞库的建造提供了便利条件。
Description
技术领域
本实用新型涉及微震检测技术，尤其涉及一种地下水封石油洞库微震监测***。
背景技术
目前我国岩石微震技术应用在地下水封石油洞库监测方面的应用尚无先例。随着地下洞库工程规模的逐渐增大，洞室围岩稳定问题越来越成为影响水封石油洞库工程成败的重要因素之一。而因其特殊的工程类型——高边墙、不衬砌、大跨度和不确定结构面等，导致在开挖施工和运营过程中的洞库岩体状态研究工作步履维艰。针对水封洞库这种复杂地质条件和工况下的围岩稳定性发生机制至今还没有形成统一的认识。如何有效利用微震监测技术进行开挖强卸荷过程和后期运营期间地下水封石油洞库围岩岩体可能出现的微破裂情况进行有效的监测，从而提高对洞库围岩安全稳定性的正确判断，国内外至今仍缺乏相关的研究。
发明内容
本实用新型要解决的问题是提供一种地下水封石油洞库微震监测***，能够实时监测在开挖强卸荷过程和后期运营期间地下水封石油洞库围岩岩体可能出现的微破裂情况。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种地下水封石油洞库微震监测***，包括阵列分布在所述洞库的水幕巷道上的若干组加速度传感器，连接于加速度传感器的信号采集单元，所述信号采集单元连接有信号处理单元，所述信号处理单元远程连接于控制单元，所述信号采集单元采集加速度传感器的信号并输送给信号处理单元，所述信号处理单元分析处理所述信号并将处理结果传送至控制单元。
进一步，每组所述加速度传感器为六个，且为单轴加速度传感器和/或三轴加速度传感器。
进一步，所述信号采集单元包括与加速度传感器连接的集线接口盒，以及与集线接口盒连接的数模转换器，所述数模转换器连接有存储装置，所述存储装置连接于所述信号处理单元。
进一步，所述信号处理单元包括与存储装置连接的数据采集终端，以及连接于数据采集终端的分析处理装置，所述分析处理装置连接于所述控制单元。
进一步，所述加速度传感器由直径为32mm的不锈钢材质制成，其采集频率范围为50～10kHz，灵敏度为30v/g。
进一步，所述数模转换器为24位数模转换器。
进一步，每组所述加速度传感器分布在所述洞库的掌子面区域的水幕巷道上。
本实用新型具有的优点和积极效果是：通过对地下水封石油洞库开挖“掌子面”的危险区域进行微震检测，有利于逐步积累和完善复杂地质条件下水封石油洞库运营期间的稳定性监测和分析技术，对洞库围岩岩体可能出现的微破裂情况及时的监测，具有可持续的经济效益和社会效益，为我国大型地下石油洞库的建造提供了便利条件。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理示意图
图2是本实用新型地下水封石油洞库的掌子面区域的结构示意图；
图中：
1、水幕巷道；2、加速度传感器；3、信号采集单元；4、信号处理单元；5、控制单元；31、集线接口盒；32、数模转换器；33、存储装置；41、数据采集终端；42、分析处理装置。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施例加以说明：
为了实现对地下水封石油洞库的掌子面区域或者其他待测区域的微震破裂情况的及时监测和分析，本实用新型提供一种地下水封石油洞库微震监测***，如图1-2所示，包括阵列分布在所述洞库的水幕巷道1上的若干组加速度传感器2，加速度传感器2用于感应待测区域的微震，其连接于有信号采集单元3，信号采集单元3连接有信号处理单元4，信号处理单元4远程连接于控制单元5，具体的上述工作过程为：首先，有加速度传感器2监测到待测区域的微震情况，产生微震信号并传递给信号采集单元3，信号采集单元3采集到加速度传感器2传递的信号并输送给信号处理单元4，信号处理单元4对该信号进行分析处理，与设定的阈值范围内的P波进行对比分析，当监测信号处于该阈值范围内时，信号处理单元4将处理结果传送至控制单元5，并有控制单元5将结果显示给监测人员。通过上述方式，能够有效地对掌子面的危险区域进行微震破裂的监测，一方面防止了后续危险的情况发生，另一方面能够提高对洞库围岩安全稳定性的正确判断。
需要说明的是：上述掌子面区域为开挖坑道不断向前推进的工作面，此区域相对较危险，因此需要对该区域进行为微震破裂的监测。具体的，该掌子面区域是由多个水幕巷道1以300m乘200m乘100m构成的区域范围。
本实施例中，每组加速度传感器2为六个，均设置在上述掌子面区域的水幕巷道1上(参照图2所示)，而且每个加速度传感器2采用单轴加速度传感器和/或三轴加速度传感器，其中单轴加速度传感器成本相对较低，且可重复使用，对微震事件能够进行精确的定位；三轴加速度传感器能够获取三维定位数据，除对微震事件进行定位外，还可依此计算出微震事件的震级大小和其它大量离子源参数。因而可以采用上述单轴或者三轴加速度传感器来进行监测，也可以结合两者来监测。
作为优选的技术方案，加速度传感器2是由直径为32mm的不锈钢材质制成，其采集频率范围为50～10kHz，灵敏度为30v/g。能够对掌子面区域的微破裂事件进行24h连续监测，实时获取微震事件的动态时空数据等多项震源参数信息。
本实施例中，信号采集单元3包括与上述多组加速度传感器2连接的集线接口盒31，集接所有的加速度传感器2的连线；集线接口盒31连接有数模转换器32，用于将加速度传感器2监测的数字信号转换为模拟信号，该数模转换器32连接有存储装置33，存储装置33连接于信号处理单元4，存储装置33将数模转换器32转换的模拟信号存储起来，并由信号处理单元4采集分析和处理。本实施例优选的采用24位数模转换器。
进一步的，信号处理单元4包括与存储装置33连接的数据采集终端41，用于接收存储装置33存储的模拟信号，数据采集终端41连接有分析处理装置42，分析处理装置42连接于控制单元5，用于将数据采集终端41存储的模拟信号进行分析处理，并将处理结果传递给控制单元5，呈现给监测人员。
本实施例中，分析处理装置42在运行前，需要进行阈值范围的设定，具体的可以通过采用人工定点敲击试验，对监测区域岩体波速模型进行测定。具体的，对待测区域内的多个水幕巷道1进行定点敲击试验，从多次敲击中选取波形记录较好的作为有效敲击事件，例如，根据水封洞库区域地质勘察资料，某场区岩体弹性波传播速度为4400m/s～6100m/s，通过对人工定点敲击试验进行波形分析，并对分析处理装置42的P波波速作了优化调整，分别设定***P波波速阈值范围为4400m/s～6100m/s之间18种不同的波速。将数模转换器32转换的模拟信号与上述阈值范围进行对比，对于落入该阈值范围内的模拟信号，分析处理装置42将处理结果传递至控制单元5，呈现给监测人员。
通过上述微震监测***，能够实时的监测地下水封石油洞库掌子面区域或者待测区域的微震破裂情况，有利于提高对洞库围岩安全稳定性的正确判断。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.地下水封石油洞库微震监测***，其特征在于：包括阵列分布在所述洞库的水幕巷道(1)上的若干组加速度传感器(2)，连接于加速度传感器(2)的信号采集单元(3)，所述信号采集单元(3)连接有信号处理单元(4)，所述信号处理单元(4)远程连接于控制单元(5)，所述信号采集单元(3)采集加速度传感器(2)的信号并输送给信号处理单元(4)，所述信号处理单元(4)分析处理所述信号并将处理结果传送至控制单元(5)。
2.根据权利要求1所述的地下水封石油洞库微震监测***，其特征在于：每组所述加速度传感器(2)为六个，且为单轴加速度传感器和/或三轴加速度传感器。
3.根据权利要求2所述的地下水封石油洞库微震监测***，其特征在于：所述信号采集单元(3)包括与加速度传感器(2)连接的集线接口盒(31)，以及与集线接口盒(31)连接的数模转换器(32)，所述数模转换器(32)连接有存储装置(33)，所述存储装置(33)连接于所述信号处理单元(4)。
4.根据权利要求3所述的地下水封石油洞库微震监测***，其特征在于：所述信号处理单元(4)包括与存储装置(33)连接的数据采集终端(41)，以及连接于数据采集终端(41)的分析处理装置(42)，所述分析处理装置(42)连接于所述控制单元(5)。
5.根据权利要求2所述的地下水封石油洞库微震监测***，其特征在于：所述加速度传感器(2)由直径为32mm的不锈钢材质制成，其采集频率范围为50～10kHz，灵敏度为30v/g。
6.根据权利要求3所述的地下水封石油洞库微震监测***，其特征在于：所述数模转换器(32)为24位数模转换器。
7.根据权利要求1所述的地下水封石油洞库微震监测***，其特征在于：每组所述加速度传感器(2)分布在所述洞库的掌子面区域的水幕巷道(1)上。
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| CN107861157A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-03-30 | 福州大学 | 一种地下水封洞库运营期微震监测方法 |
| CN109297883A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-02-01 | 浙江海洋大学 | 测定水封石油洞库回注水水质指标的循环回注实验装置 |
| CN109374506A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-02-22 | 浙江海洋大学 | 一种动态监测大型地下水封石洞库水幕补水效果的装置 |
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